車輛用轉向操縱裝置的製作方法
2023-05-14 16:39:16
專利名稱：車輛用轉向操縱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛用轉向操縱裝置，特別是涉及一種設有備用系統、進行電子轉向(Steer-By-Wire)控制的轉向操縱裝置。
背景技術：
目前，作為車輛用轉向操縱裝置，公開了專利文獻1中所記載的技術。在該技術中，採用所謂的電子轉向控制，方向盤和轉向車輪由離合器相連接。通常時其按照下述方式進行轉向，即，通過斷開離合器而使方向盤和轉向車輪機械地分離，檢測駕駛者的轉向操縱量來驅動與轉向車輪相連接的致動器。另外，具有備用系統，其在故障時使離合器接合，以使方向盤和轉向車輪機械地連接，確保手動轉向操縱。
專利文獻1特開2002-225733號公報發明內容但是，在上述現有技術中，因為僅在發生故障時使備用系統工作，所以在備用系統異常的情況下也開始電子轉向控制，因而會擔心在發生故障時備用系統不能可靠地工作。
本發明是著眼於上述問題的發明，其目的在於提供一種車輛用轉向操縱裝置，其可以檢測備用系統是否可以可靠地工作，以提高安全性。
為了實現上述目的，在本發明中，車輛用轉向操縱裝置具有轉向軸，其與方向盤相連接；反作用力致動器，其與前述轉向軸相連接，施加反作用力；齒條，其使轉向車輪轉向；轉向致動器，其設置在前述齒條上；以及備用機構，其通過離合器與前述轉向軸和前述齒條相連接，還設有檢測前述轉向軸狀態的第1檢測裝置，和檢測前述齒條狀態的第2檢測裝置，前述離合器在前述轉向操縱裝置的電源斷開時為接合狀態，並設有備用機構動作確認裝置，其在前述電源接通時，驅動前述轉向致動器，根據前述第1檢測裝置和/或第2檢測裝置的檢測值，確認前述備用機構的動作。
發明的效果由此，能夠提供一種檢測備用系統是否可以可靠地動作，以提高安全性的車輛用轉向操縱裝置。
圖1是表示車輛用轉向操縱裝置的系統結構圖。
圖2是控制器的控制框圖。
圖3是表示實施例1中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。
圖4是表示實施例2中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。
圖5是表示正常時和異常時的反作用力電動機電流值隨時間變化的圖。
圖6是表示實施例3中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。
圖7是表示實施例4中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。
圖8是表示實施例5中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。
圖9是表示實施例6中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。
圖中標號說明1方向盤2轉向軸3反作用力電動機4轉向齒條5轉向電動機6電磁離合器7備用機構7a轉向操縱側索輪7b轉向車輪側索輪
7c、7d纜索8轉向操縱角傳感器9轉向操縱側扭矩傳感器10轉向操縱側解析器11轉向側解析器12轉向側扭矩傳感器13旋轉編碼器14控制單元15小齒輪軸20轉向車輪21報警燈30鎖機構141電子轉向控制部142離合器控制部143誤差判斷部144故障保護處理部具體實施方式
以下，根據附圖所示的實施例1至實施例6說明實現本發明的車輛用轉向操縱裝置的實施方式。
實施例1[車輛用轉向操縱裝置的系統結構]根據圖1至圖7對實施例1進行說明。圖1是實施例1的車輛用轉向操縱裝置的系統結構圖。作為用於駕駛者輸入轉向操縱量的轉向操縱輸入裝置，有方向盤1和轉向軸2，該轉向軸2以可以旋轉的方式被支撐在車體側，同時與方向盤1相連接。另外，在轉向軸2上具有轉向操縱角傳感器8，其檢測作為駕駛者的轉向操縱量的轉向操縱角；以及扭矩傳感器9，其檢測作為駕駛者的轉向操縱量的轉向操縱扭矩。
另外，在比轉向操縱角傳感器8以及扭矩傳感器9更靠近轉向車輪20一側，具有反作用力電動機3，其向駕駛者(方向盤1)施加轉向操縱反作用力。在該反作用力電動機3內具有轉向操縱側解析器10，其檢測反作用力電動機3的電動機轉角。在比反作用力電動機3更靠近轉向車輪20一側，具有電磁離合器6，其可以使轉向軸2與備用機構7之間物理地接合·斷開。
備用機構7具有轉向操縱側索輪7a，其一端與電磁離合器6相連接；轉向車輪側索輪7b，其一端與小齒輪軸15相連接；以及2根纜索7c、7d，它們以分別纏繞在兩個索輪7a、7b的彼此相反方向上的狀態相連結。在電磁離合器6斷開的狀態下，不會向小齒輪軸15傳遞轉向軸2的旋轉。
另一方面，其構成方式為，在電磁離合器6被接合的狀態下，如果使方向盤1向一個方向旋轉，則2根纜索7c、7d中的一根纜索傳遞從駕駛者輸入的轉向操縱扭矩，另一根纜索傳遞從轉向車輪20輸入的反作用力扭矩，由此發揮出與柱形軸同樣的功能。
作為使轉向車輪20轉向的轉向裝置，具有小齒輪軸15，其以可以旋轉的方式支撐在車體側，同時一端與轉向車輪側索輪7b相連接。在該小齒輪軸15上設有轉向電動機5、轉向側解析器11、轉向側扭矩傳感器12、旋轉編碼器13。
轉向電動機5向小齒輪軸15輸出轉向扭矩，轉向側解析器11檢測轉向電動機5的轉角。轉向側扭矩傳感器12設在轉向電動機5和轉向車輪20之間，檢測小齒輪軸15的旋轉扭矩。旋轉編碼器檢測小齒輪軸15的轉角。
另外，在小齒輪軸15的轉向車輪側端部，設有未圖示的齒條小齒輪機構，其構成方式為，通過使轉向齒條4在軸方向上移動，進行轉向車輪20的轉向。
並且，在轉向軸2上設有限制方向盤1旋轉的鎖機構30，以防止方向盤1在初始檢查時旋轉。
圖2是表示控制單元14的結構的框圖。控制單元14具有電子轉向控制部141、離合器控制部142、誤差判斷部143、故障保護處理部144。
另外，分別從轉向操縱角傳感器8輸入轉向操縱角，從轉向操縱側扭矩傳感器9輸入轉向操縱扭矩，從轉向操縱側解析器10輸入反作用力電動機轉角。並且，從轉向側解析器11輸入轉向電動機轉角，從轉向側扭矩傳感器12輸入轉向扭矩，從旋轉編碼器13輸入小齒輪軸轉角，同時，輸入其他的傳感器類(車速傳感器、偏行率傳感器、橫向加速度傳感器等)的傳感器信號。
電子轉向控制部141向反作用力電動機3輸出控制信號，以施加對應於行駛狀況的轉向操縱反作用力扭矩，同時向轉向電動機5輸出控制信號，以施加對應於行駛狀況以及駕駛者的轉向操縱狀態的轉向量。
離合器控制部142進行電磁離合器6的接合·斷開控制。在執行通常的電子轉向控制時，斷開電磁離合器6，在點火裝置OFF時(電源OFF時)或者故障保護控制時等，使電磁離合器6接合。
誤差判斷部143進行初始檢查控制，以判定備用機構7是否正常工作。在實施例1中，以相同的扭矩T，在互相抵消扭矩的方向上，驅動反作用力電動機3及轉向電動機5，比較轉向操縱側、轉向側扭矩傳感器9、12的檢測值T1、T2。如果T1與T2的誤差在規定範圍內，則判斷轉向操縱側和轉向側的扭矩傳遞可通過備用機構7正常進行，執行通常的電子轉向控制。
在誤差判斷部143判斷為誤差在規定範圍之外的情況下，由故障保護處理部144進行故障保護處理。在實施例1中，在點亮報警燈21之後，禁止車輛出發或使報警裝置工作等。
為了判定備用機構7是否正常動作，在誤差判斷部143中進行初始檢查控制。為了應對停車時的故障而確保手動轉向，在點火裝置OFF時，使電磁離合器6為接合狀態。在實施例1中，首先使反作用力電動機3產生任意的扭矩T，使轉向電動機5也產生相同的扭矩值T。此時，扭矩T處於轉向車輪20不轉向的範圍內，具體地說，施加比轉向車輪20的路面反作用力扭矩小的扭矩。由此，不會因初始檢查控制使轉向車輪20轉向，不會給駕駛者帶來不適感。
比較此時的轉向操縱側、轉向側扭矩傳感器9、12的檢測值T1、T2，如果T1和T2的誤差在規定範圍內，則判斷為轉向操縱側和轉向側的扭矩傳遞可通過備用機構7正常進行，執行通常的電子轉向控制。
如果檢測出的T1和T2的誤差在規定範圍外，則判斷為通過備用機構7的扭矩傳遞不能正常進行，手動轉向產生故障，從而進行禁止車輛出發或使報警裝置工作等故障保護處理。
圖3是表示實施例1中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。下面，對各個步驟進行說明。
在步驟S101中，判斷點火裝置是否為ON，如果是YES則跳轉至步驟S102，如果是NO則結束控制。
在步驟S102中，判斷電子轉向控制許可標記是否成立，如果為YES則跳轉至步驟S112，如果為NO則跳轉至步驟S103。
在步驟S103中，將電磁離合器6置為ON，跳轉至步驟S104。
在步驟S104中，將反作用力電動機3及轉向電動機5置為ON，分別產生扭矩T，跳轉至步驟S105。
在步驟S105中，判斷轉向操縱側以及轉向側傳感器9、12的檢測值T1、T2的相對誤差是否在規定值εT以內，如果為YES則跳轉至步驟S106，如果為NO則跳轉至步驟S109。此外，該規定值εT設定為考慮了各個扭矩傳感器的偏差值、備用機構7的摩擦量等之後得到的值。
在步驟S106中，將反作用力電動機3以及轉向電動機5置為OFF，跳轉至步驟S107。
在步驟S107中，斷開電磁離合器6，跳轉至步驟S108。
在步驟S108中，使電子轉向控制許可標記成立，結束控制。
在步驟S109中，將反作用力電動機3及轉向電動機5置為OFF，跳轉至步驟S110。
在步驟S110中，將報警燈置為ON，跳轉至步驟S111。
在步驟S111中，進行故障保護處理，結束控制。在該故障保護處理中，可以通過報警音等引起駕駛者的注意，也可以即使點火裝置為ON，也不使引擎起動，從而確保安全，但不作特別限定。
在步驟S112中，執行電子轉向控制，結束控制。
在實施例1中，為了判定備用機構7是否正常工作，使反作用力電動機3及轉向電動機5產生相同的扭矩值T，比較轉向操縱側扭矩傳感器9及轉向側扭矩傳感器12的檢測值T1、T2，如果T1與T2的誤差在規定範圍內，則判斷為轉向操縱側和轉向側的扭矩傳遞可以通過備用機構7正常地進行，執行通常的電子轉向控制。如果誤差在規定範圍外，具體地說，就是不通過備用機構7進行扭矩傳遞，檢測值T1、T2的絕對值的和為2T，則判斷為通過備用機構7的扭矩傳遞不能正常進行，不能確保手動轉向，所以進行故障保護處理。
由此，可以提供一種能夠檢測備用機構7是否可靠地工作，提高安全性的車輛用轉向操縱裝置。另外，因為通過鎖機構30固定方向盤1，所以方向盤1不會隨著初始檢查發生很大旋轉，能夠減少駕駛者的不適感。
實施例2根據圖4對實施例2進行說明。因為基本的結構與實施例1相同，所以僅對不同的地方進行說明。在實施例1中設有鎖機構30，判斷轉向操縱側及轉向側扭矩傳感器9、12的檢測值T1、T2的相對誤差是否在規定值εT以內，但實施例2與實施例1不同的地方在於，不設置鎖機構，根據轉向側扭矩傳感12的檢測值T2，進行初始檢查。
實施例2中的控制單元14，除了誤差判斷部143外，其他與實施例1相同。實施例2中的誤差判斷部143首先以相同的扭矩量T在扭矩相互抵消的方向上驅動反作用力電動機3及轉向電動機5雙方。也就是說，如果以反作用力電動機3的扭矩方向為正，則反作用力電動機3產生T的扭矩，轉向電動機5產生-T的扭矩。
此時，由轉向側扭矩傳感器12檢測作用在齒條4上的扭矩T2。因為在備用機構7正常的情況下，反作用力電動機3和轉向電動機5產生彼此相同的扭矩而相互限制旋轉，所以齒條4幾乎不旋轉。因此，如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2在規定範圍內，則判斷為備用機構7正常。如果超過規定範圍，則可以判斷為未將轉向電動機5的扭矩傳遞到轉向軸側，從而判斷為備用機構7異常。
另外，也可以利用備用機構7在正常時反作用力電動機3幾乎不旋轉而在異常時旋轉，在轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns大於或等於規定值的情況下檢測出異常，但不特別限定。另外，在檢測方向盤1的旋轉的情況下，施加到各個電動機上的扭矩T是比方向盤1等的慣性值大的扭矩，以可靠地檢測旋轉。此時，轉角的產生是在轉向操縱角為±10°前後的範圍內進行轉動，由此不會給駕駛者帶來不適感，但可以可靠地檢測旋轉。
為了判定備用機構7是否正常工作，在誤差判斷部143中進行初始檢查控制。為了應對停車時的故障而確保手動轉向，在點火裝置OFF時，使電磁離合器6為接合狀態。在實施例2中，首先使反作用力電動機3產生任意的扭矩T，使轉向電動機5也產生相同的扭矩值T。
因為在備用機構7正常的情況下，方向盤1和齒條4間的動力傳遞正常進行，反作用力電動機3和轉向電動機5產生彼此相同的扭矩，相互限制旋轉，所以轉向軸2以及齒條4幾乎不旋轉(只有彼此的電動機旋轉的誤差值εs量)。因此，以εt為規定誤差，如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2在-εt≤T2≤εt的範圍內，並且轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns在各個電動機3、5的旋轉誤差εs以內，則判斷為備用機構7正常，執行通常的電子轉向控制。
如果備用機構7發生異常，成為無法從方向盤1向齒條4進行動力傳遞的狀態，則轉向電動機5的扭矩全部傳遞到齒條4上，作用於轉向側扭矩傳感器12上，扭矩T2的檢測值超過誤差εt。另外，轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns超過各個電動機3、5的旋轉誤差εs量而增加。
另外，因為正常時反作用力電動機3幾乎不旋轉，所以電流值成為與系統啟動同時上升的階梯狀波形。另一方面，因為異常時反作用力電動機3的旋轉未被約束，所以電流值為逐漸上升的延遲波形(參照圖5)。在這裡，在電子轉向控制中，作為反作用力電動機控制，其構成方式為，設定從當前的角度開始向作用反作用力的方向推進規定角度的目標角度，根據該目標角度與當前的實際角度之間的偏差，運算電流指令值。由此，在電動機不旋轉時，由於偏差沒有被消除，所以電流值一下子上升。另一方面，在電動機旋轉時，因為偏差逐漸被消除，所以引起電流值緩慢上升。另外，也可以在通過扭矩控制等控制電動機的情況下，檢測隨著電動機旋轉的反電動勢量的電流值變化來推定扭矩，但不特別限定。
因此，如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2超過規定誤差±εt，或者轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns超過各個電動機3、5的旋轉誤差εs，則檢測出備用機構7異常，進行故障保護處理。另外，通過在T2的判定基礎上，還同時檢測反作用力電動機3的電流值延遲響應，從而提高異常判定的可靠性。
圖4是表示實施例2中的初始檢查控制處理流程的流程圖。下面，對各個步驟進行說明。
步驟S201～S204與實施例1的步驟S101～S104相同。
在步驟S105中，判斷轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2是否超過閾值εt，或者轉向軸2的轉角Ns是否超過閾值εs，如果是YES則跳轉至步驟S206，如果是NO則跳轉至步驟S209。
步驟S206～S211與實施例1中的步驟S106～S111相同。
在實施例2中，由轉向側扭矩傳感器12檢測作用於齒條4上的扭矩T2，以檢測出備用機構7的正常·異常動作。如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2在-εt≤T2≤εt的範圍內，則判斷為備用機構7正常，執行通常的電子轉向控制。如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2超過規定誤差±εt，或者轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns超過各個電動機3、5的旋轉誤差εs，則檢測出備用機構7異常，進行故障保護處理。
由此，能夠不設置鎖機構而實現初始檢查。此外，在正常時，可不轉動方向盤1而進行初始檢查，不會給駕駛者帶來不適感。另外，因為原則上僅根據轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2就可進行初始檢查，所以與檢測轉向操縱側和轉向側二者的扭矩的實施例1相比，能夠實現更簡單的結構。並且，通過在T2的判定的基礎上，還同時檢測反作用力電動機3的電流值的延遲響應，能夠提高異常判定的可靠性。
並且，在實施例2中，使用轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2進行判斷，但也可以使用轉角進行判斷。具體地說，在轉向操縱側與轉向側的減速比為r的情況下，如果轉向電動機5旋轉轉角θ2，則反作用力電動機3旋轉θ2/r。因此，也可以由轉向操縱側、轉向側解析器10、11檢測出轉向操縱側和轉向側的實際轉角θ1、θ2，比較反作用力電動機3的實際轉角θ1和由轉向側電動機5而旋轉的轉角θ2/r，如果誤差在規定值以內，則判斷為備用機構7正常。
或者，因為由於反作用力電動機3的實際轉角θ1而轉向側電動機5旋轉θ1×r，所以也可以進行轉向側電動機5的實際轉角θ2與由反作用力電動機3而旋轉的轉角θ1×r的比較，計算誤差而進行判斷，但並不特別限定。
另外，在實施例2中，因為未在轉向軸2上設置鎖機構，所以方向盤1與反作用力電動機3的旋轉連動旋轉，轉向操縱側扭矩傳感器9的檢測值為0(實際上，會產生方向盤1的慣性大小的扭矩)。因此，也可以根據反作用力電動機3的電流值，通過檢測反作用力電動機3的負荷扭矩T1，執行初始檢查控制處理。
實施例3根據圖6對實施例3進行說明。因為基本的結構與實施例1相同，所以只說明不同的地方。在實施例1的初始檢查控制中，驅動反作用力電動機3以及轉向電動機5雙方，實施例3不同的地方在於，僅驅動反作用力電動機3，由轉向操縱側以及轉向側扭矩傳感器9、12檢測·比較該反作用力電動機3的扭矩T，由此進行備用機構7的初始檢查。
在備用機構7正常，能夠確保手動轉向的狀態下，反作用力電動機3的扭矩會通過備用機構7傳遞給轉向側的各個部件。因此，在實施例3中，因為僅驅動反作用力電動機3(或轉向電動機5)時，能夠檢測出在反作用力電動機3和鎖機構30間所產生的扭矩，所以在判斷為轉向操縱側以及轉向側扭矩傳感器9、12的檢測值大致為相同值的情況下，判斷為備用機構7正常。
具體地說，因為僅驅動反作用力電動機3，如果由轉向側扭矩傳感器12所檢測出的扭矩T2大於或等於規定值(因為通過轉向操縱側以及轉向側的2個扭矩傳感器對反作用力電動機扭矩T檢測扭轉，所以由轉向側扭矩傳感器12所檢測的扭矩大致為T/2)，則在誤差判斷部143中，判斷為轉向操縱側以及轉向側的扭矩傳遞能夠通過備用機構7正常地進行，執行通常的電子轉向控制。如果未達到規定值，則判斷為通過備用機構7的扭矩傳遞不能正常地進行，進行禁止車輛出發或使報警裝置工作等的故障保護處理。
圖6是表示實施例3中的初始檢查控制處理流程的流程圖。
步驟S301～步驟S303與實施例1中的步驟S101～步驟S103相同。
在步驟S304中，僅將反作用力電動機3置為ON，跳轉至步驟S305。
在步驟S305中，判斷由轉向操縱側以及轉向側扭矩傳感器9、12所檢測出的扭矩T1、T2的誤差是否小於或等於規定值εT，如果是YES則跳轉至步驟S306，如果是NO則跳轉至步驟S309。
在步驟S306中，將反作用力電動機3置為OFF，跳轉至步驟S307。
步驟S307、S308與圖3的步驟S107、S108相同。
在步驟S309中，將反作用力電動機3置為OFF，跳轉至步驟S310。
步驟S310、S312與圖3的步驟S110～步驟S112相同。
在實施例3中，僅驅動反作用力電動機3，如果由轉向操縱側以及轉向側扭矩傳感器9、12所檢測出的扭矩T1、T2的誤差未達到規定值εT，則判斷為轉向操縱側以及轉向側的扭矩傳遞能夠通過備用機構7正常進行，執行通常的電子轉向控制。如果大於或等於規定值εT，則僅轉向操縱側扭矩傳感器9輸出扭矩值，轉向側扭矩傳感器12不輸出扭矩值，判斷為通過備用機構7的扭矩傳遞不能正常進行，進行禁止車輛出發或使報警裝置工作等的故障保護處理。
由此，與驅動反作用力電動機3以及轉向電動機5雙方，進行初始檢查的實施例1相比，能夠由更簡單的控制進行備用機構7的初始檢查。
實施例4根據圖7對實施例4進行說明。基本結構與實施例2相同，不設置鎖機構，由轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2進行初始檢查。在實施例2中，驅動反作用力電動機3以及轉向電動機5雙方，但實施例4與實施例2不同的地方在於僅驅動反作用力電動機3。
實施例4中的控制單元14，除了誤差判斷部143外，其他與實施例1以及實施例2相同。實施例4中的誤差判斷部143僅驅動反作用力電動機3，由轉向側扭矩傳感器12檢測作用在齒條4上的扭矩T2。與實施例2相同，如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2大於或等於規定值，則判斷為備用機構7正常。當未達到規定值(例如0)時，判斷為異常。
並且，與實施例2相同，也可以利用備用機構7正常時反作用力電動機3基本上不旋轉而在異常時旋轉，在轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns大於或等於規定值的情況下檢測為異常，但並不特別限定。
在備用機構7為正常的情況下，方向盤1和齒條4之間的動力傳遞正常進行，反作用力電動機3的扭矩從齒條4向轉向車輪20傳遞，反作用力電動機3的旋轉被限制。為了避免轉向車輪20隨著初始檢查而轉向，反作用力電動機3的產生扭矩為不會使得轉向車輪20轉向的程度。
因為反作用力電動機3向齒條4施加扭矩，並且被限制旋轉，所以在轉向側扭矩傳感器12上產生扭轉，同時轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns基本上不變化(Ns的變化僅為轉向側扭矩傳感器12的扭轉角εs量)。因此，如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2為正值，則判斷為備用機構7正常，執行通常的電子轉向控制。
如果備用機構7發生異常，是不能進行從方向盤1向齒條4的動力傳遞的狀態，則反作用力電動機3的扭矩全部傳遞到轉向軸2上，對轉向側扭矩傳感器12不產生作用。因此，扭矩T2為0，並且，轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns超過轉向側扭矩傳感器12的扭轉角εs量而增加。另外，與實施例2相同，因為在正常時反作用力電動機3基本上不旋轉，所以電流值為與系統啟動同時上升的階梯狀波形。另一方面，因為異常時反作用力電動機3的旋轉未被約束，所以電流值為緩慢上升的延遲波形(參照圖5)。
因此，如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2為0，或者轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns超過轉向側扭矩傳感器12的扭轉角εs，則檢測出備用機構7異常，進行故障保護處理。另外，通過在T2、Ns的判定的基礎上，同時檢測反作用力電動機3的電流值延遲響應，則能夠提高異常判定的可靠性。
圖7是表示實施例2中的初始檢查控制處理的流程的流程圖。下面，對各個步驟進行說明。
步驟S401～S404與實施例1中的步驟S101～S104相同。
在步驟S405中，判斷轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2是否為0，或者轉向軸2的轉角Ns是否超過閾值εs，如果為YES則跳轉至步驟S406，如果為NO則跳轉至步驟S409。
步驟S406～S411與實施例1的步驟S106～S111相同。
在實施例4中，實施例4的誤差判斷部143僅驅動反作用力電動機3，如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2為正值，則判斷為備用機構7正常，執行通常的電子轉向控制。如果轉向側扭矩傳感器12的檢測值T2為0，或者轉向操縱角傳感器8的檢測值Ns超過轉向側扭矩傳感器12的扭轉角εs，則檢測出備用機構7異常，進行故障保護處理。
由此，通過僅驅動反作用力電動機3進行初始檢查，就能夠通過更簡單的結構實現實施例2的作用效果。
實施例5根據圖8對實施例5進行說明。其基本結構與實施例3相同，設有鎖機構30，比較轉向操縱側以及轉向側扭矩，但相對於僅驅動反作用力電動機3的實施例3，不同之處在於，在實施例5中，僅驅動轉向電動機5進行初始檢查。
圖8是表示在實施例5中的初始檢查控制處理流程的流程圖。
步驟S501～步驟S503與實施例1中的步驟S101～步驟S103相同。
在步驟S504中，僅將轉向電動機5置為ON，跳轉至步驟S505。
在步驟S505中，判斷由轉向操縱側以及轉向側扭矩傳感器9、12所檢測出的扭矩T1、T2的誤差是否小於或等於規定值εT，如果為YES則跳轉至步驟S506，如果為NO則跳轉至步驟S509。
在步驟S506中，將轉向電動機5置為OFF，跳轉至步驟S507。
步驟S507、S508與圖3的步驟S107、S108相同。
在步驟S509中，將反作用力電動機5置為OFF，跳轉至步驟S510。
步驟S510、S512與圖3的步驟S110～步驟S111相同。
在實施例5中，僅驅動轉向電動機5，如果由轉向操縱側以及轉向側扭矩傳感器9、12所檢測出的扭矩T1、T2的誤差在規定範圍內(因為對轉向電動機扭矩T，由轉向操縱側以及轉向側的2個扭矩傳感器檢測扭轉，所以由各個扭矩傳感器9、12所檢測出的扭矩大致為T/2)，則判斷轉向操縱側以及轉向側的扭矩傳遞能夠通過備用機構7正常進行，執行通常的電子轉向控制。如果在規定範圍之外，則判斷為通過備用機構7的扭矩傳遞不能正常進行，進行禁止車輛出發或使報警裝置工作等的故障保護處理。
由此，與實施例3同樣地，與驅動反作用力電動機3以及轉向電動機5進行初始檢查的實施例1相比，能夠由更簡單的控制進行備用機構7的初始檢查。通過對應於車輛設計適當地使用實施例3或者實施例5，僅驅動轉向操縱側或轉向電動機3、5中的一個，能夠簡單地進行備用機構7的初始檢查。
實施例6根據圖9對實施例6進行說明。因為基本結構與實施例2相同，所以僅對不同的地方進行說明。在實施例2中，驅動反作用力電動機3以及轉向電動機5雙方，實施例6與實施例2的不同之處在於，僅驅動轉向電動機5，通過檢測·比較反作用力電動機3以及轉向電動機5的轉角θ1、θ2，進行初始檢查。
如果備用機構7正常，在電磁離合器6接合時，使轉向電動機5旋轉，則旋轉也通過備用機構7傳遞到反作用力電動機3上。這時如果將轉向操縱側與轉向側的減速比設為r，則相對於轉向電動機5的轉角θ2，反作用力電動機3的轉角為θ2/r。
因此，在實施例6中，驅動轉向電動機5，判斷通過備用機構7，反作用力電動機3旋轉的角度θ2/r是否大於或等於規定值Nθ2。
如果角度θ2/r大於或等於規定值Nθ2，則判斷為通過備用機構7，轉向操縱側與轉向側的扭矩傳遞正常進行，執行通常的電子轉向控制。如果未達到規定值Nθ2，則判斷為通過備用機構7的扭矩傳遞不能正常進行，進行禁止車輛出發或使報警裝置工作等的故障保護處理。此外，也可以通過僅驅動反作用力電動機3，檢測並比較轉向電動機5旋轉的角度，但並不特別限定。並且，在上述各個實施例1～5中，各個電動機所產生的扭矩T設定在轉向車輪20不轉向的範圍內，但在實施例6中，施加轉向車輪20可以轉向的扭矩，根據實際的轉向角或轉向操縱角的變化進行初始檢查控制。
圖9是表示實施例6中的初始檢查控制處理流程的流程圖。
步驟S601～S603與圖3的流程圖中的步驟S101～S103相同。
在步驟S604中，僅將轉向電動機5置為ON，跳轉至步驟S605。
在步驟S605中，判斷由轉向電動機5的旋轉而反作用力電動機3所旋轉的角度θ2/r是否大於或等於規定值Nθ2，如果為YES則跳轉至步驟S606，如果為NO則跳轉至步驟S609。
在步驟S606中，將轉向電動機5置為OFF，跳轉至步驟S607。
步驟S607、S608與圖3的步驟S107、S108相同。
在步驟S609中，將轉向電動機5置為OFF，跳轉至步驟S610。
步驟S610～S612與圖3的步驟S110～S112相同。
在實施例6中，首先使轉向電動機5旋轉，對對應於該轉向電動機5的轉角θ2的規定值Nθ2和通過備用機構7旋轉的反作用力電動機3的轉角θ1進行比較，判斷由轉向電動機5的旋轉而反作用力電動機3旋轉的角度θ2/r是否大於或等於規定值Nθ2。
如果大於或等於規定值Nθ2，則判斷為通過備用機構7正常地進行轉向操縱側和轉向側的扭矩傳遞，執行通常的電子轉向控制。如果未達到規定值Nθ2，則判斷為通過備用機構7的扭矩傳遞不能正常地進行，進行禁止車輛出發或使報警裝置工作等的故障保護處理。
由此，通過使用廉價的旋轉傳感器進行初始檢查，能夠實現降低成本。另外，通過對應於車輛，與利用扭矩的初始檢查並用，能夠同時得到實施例1至實施例3的效果。
並且，也可以取代電動機轉角，根據更靠近駕駛者的轉向軸2的轉角即由轉向操縱角傳感器8進行初始檢查。由此，能夠進一步可靠地實施能否確保手動轉向的檢查。
另外，根據實施例1～6，說明了初始檢查處理，但通過對應於車輛對各個實施例進行組合，能夠進一步提高初始檢查的可靠性。
(其他實施例)以上，根據實施例1至實施例6說明了本發明的車輛用轉向操縱裝置，但具體的結構並不限於此，只要不超過權利要求書的各個權利要求涉及的發明主旨，可以允許設計的變更或補充等。
例如，在本申請的實施例中，使用電磁離合器作為離合器，也可以使用摩擦式離合器。另外，在實施例1中，對於轉向操縱側以及轉向側電動機雙方，向扭矩相互相抵的方向施加扭矩，由轉向操縱側和轉向側的扭矩傳感器的檢測值的誤差值判斷備用機構的正常/異常，但也可以由轉向操縱側和轉向側的轉角檢測正常/異常。
另外，在本申請的實施例中，在點火裝置為ON時，判斷備用機構的正常/異常，但也可以在電子轉向系統的電源為ON時進行判斷，也可以通過門鎖的解除或駕駛席的開門等，將電源置為ON，開始初始檢查。
權利要求
1.一種車輛用轉向操縱裝置，其具有轉向軸，其與方向盤相連接；反作用力致動器，其與前述轉向軸相連接，施加反作用力；齒條，其使轉向車輪轉向；轉向致動器，其設置在前述齒條上；以及備用機構，其通過離合器與前述轉向軸和前述齒條相連接，其特徵在於，還設有檢測前述轉向軸狀態的第1檢測裝置，和檢測前述齒條狀態的第2檢測裝置，前述離合器在前述轉向操縱裝置的電源斷開時為接合狀態，還設有備用機構動作確認裝置，其在前述電源接通時，驅動前述轉向致動器，根據前述第1檢測裝置和/或第2檢測裝置的檢測值，確認前述備用機構的動作。
2.一種車輛用轉向操縱裝置，其具有轉向軸，其與方向盤相連接；反作用力致動器，其與前述轉向軸相連接，施加反作用力；齒條，其使轉向車輪轉向；轉向致動器，其設置在前述齒條上；以及備用機構，其通過離合器與前述轉向軸和前述齒條相連接，其特徵在於，還設有檢測前述轉向軸狀態的第1檢測裝置，和檢測前述齒條狀態的第2檢測裝置，前述離合器在前述轉向操縱裝置的電源斷開時為接合狀態，還設有備用機構動作確認裝置，其在前述電源接通時，驅動前述反作用力致動器，根據前述第1檢測裝置和/或第2檢測裝置的檢測值，確認前述備用機構的動作。
3.一種車輛用轉向操縱裝置，其具有轉向軸，其與方向盤相連接；反作用力致動器，其與前述轉向軸相連接，施加反作用力；齒條，其使轉向車輪轉向；轉向致動器，其設置在前述齒條上；以及備用機構，其通過離合器與前述轉向軸和前述齒條相連接，其特徵在於，還設有檢測前述轉向軸狀態的第1檢測裝置，和檢測前述齒條狀態的第2檢測裝置，前述離合器在前述轉向操縱裝置的電源斷開時為接合狀態，還設有備用機構動作確認裝置，其在前述電源接通時，以向彼此扭矩相抵消的方向施加相同的扭矩的方式，驅動前述反作用力致動器和前述轉向致動器雙方，根據前述第1檢測裝置和/或第2檢測裝置的檢測值，確認前述備用機構的動作。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，還設有限制前述轉向軸的旋轉的鎖機構。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，在由前述第2檢測裝置所檢測出的扭矩大於或等於規定值時，前述備用機構動作確認裝置判斷為正常動作，在未達到規定值時，判斷為異常動作。
6.根據權利要求4所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，在由前述第1檢測裝置所檢測出的扭矩大於或等於規定值時，前述備用機構動作確認裝置判斷為正常動作，在未達到規定值時，判斷為異常動作。
7.根據權利要求1所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，在由前述第1檢測裝置所檢測出的轉向操縱角大於或等於規定值時，前述備用機構動作確認裝置判斷為正常動作，在未達到規定值時，判斷為異常動作。
8.根據權利要求2或3所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，在由前述第1檢測裝置所檢測出的轉向操縱角大於或等於規定值時，前述備用機構動作確認裝置判斷為異常動作，在未達到規定值時，判斷為正常動作。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，將前述第1檢測裝置作為檢測前述方向盤與前述反作用力致動器之間的扭矩的裝置。
10.根據權利要求9所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，前述反作用力致動器為電動機，前述第1檢測裝置根據前述電動機的電流值，檢測前述轉向軸的扭矩。
11.根據權利要求1至3中任一項所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，將前述第2檢測裝置作為檢測前述齒條與前述轉向致動器之間的扭矩的裝置。
12.根據權利要求11所述的車輛用轉向操縱裝置，其特徵在於，前述轉向致動器為電動機，前述第2檢測裝置根據前述電動機的電流值，檢測前述齒條的扭矩。
全文摘要
提供一種車輛用轉向操縱裝置，其檢測備用機構是否可以可靠地工作，以提高安全性。車輛用轉向操縱裝置具有轉向軸，其與方向盤相連接；反作用力致動器，其與前述轉向軸相連接，施加反作用力；齒條，其使轉向車輪轉向；轉向致動器，其設置在前述齒條上；以及備用機構，其通過離合器與前述轉向軸和前述齒條相連接，還設有檢測前述轉向軸狀態的第1檢測裝置，和檢測前述齒條狀態的第2檢測裝置，前述離合器在前述轉向操縱裝置的電源斷開時為接合狀態，並設有備用機構動作確認裝置，其在前述電源接通時，驅動前述轉向致動器，根據前述第1檢測裝置和/或第2檢測裝置的檢測值，確認前述備用機構的動作。
文檔編號B62D5/04GK1796211SQ200510135599
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月28日 優先權日2004年12月28日
發明者小園井徹也, 江口孝彰, 千野直孝 申請人:日產自動車株式會社